KR20240081988A - 열연 강판, 차량용 부품 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

열연 강판, 차량용 부품 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 열연 강판을 제조하는 방법은 고로에서 생산된 용선, 직접환원철 및 철 스크랩을 포함하는 원료를이용해 용탕을 제조하는 단계, 반제품을 제조하는 단계 및 열연 강판을 제조하는 단계를 포함한다.

Description

열연 강판, 차량용 부품 및 이를 제조하는 방법{HOT-ROLLED STEEL SHEET, AUTOMOTIVE PARTS, AND METHOD FOR MANUFACTURING THEM}
본 발명은 열연 강판, 차량용 부품 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 강을 제조하는 방법에는 고로-전로 공정과 전기로 공정이 있다.
고로-전로 공정은 고로(高爐)에 철광석과 유연탄(예컨대, 코크스)을 장입하고 열풍으로 녹여 용선을 제조하는 공정과 고로에서 출선된 용선을 전로에 장입하여 탄소 등 불순물을 제거하여 용강을 제조하는 공정을 포함한다.
전기로 공정은 철 스크랩(STEEL SCRAP)을 전기로(ELECTRIC ARC FURNACE; EAF)에 의해 용융시켜 용강을 제조하는 공정을 포함한다.
전술한 두 가지 방법에 의해 제조된 용강은 연속 주조(CONTINUOUS CASTING) 공정에 의해 반제품으로 만들어지고, 반제품은 후속된 압연(ROLLING) 공정을 통해 수요자 니즈에 적합한 치수를 갖는 최종 제품으로 만들어진다.
한편, 최근에는 각 산업 분야에서 배출되는 온실가스로 인해 급격한 기후 변화가 국제적인 문제로 화두되고 있다.
이산화탄소는 대표적인 온실가스이다. 철강 산업 분야는 여러 산업 분야 중에서도 이산화탄소의 배출 비중이 높은 산업 분야로 알려져 있다.
예컨대, 고로-전로 공정은 코크스(COKES)의 연소에 의해 생성되는 일산화탄소(CO)를 환원제로 이용하기 때문에 많은 양의 이산화탄소를 배출하고 있다.
이에, 주요 철강사들은 고로-전로 공정에 비해 상대적으로 이산화탄소의 배출이 적은 전기로 공정 개발에 집중하고 있는 실정이다.
다만, 철 스크랩을 주 원료로 사용하는 전기로 제품은 트램프(Tramp) 원소의 양이 많다는 문제가 있다. 트램프 원소는 철강 제품에 미량으로 존재하는 불순합금원소를 말한다.
구체적으로, 트램프 원소는 모재인 철에 쉽게 고용되지 못하고 계면에 집적하는 경향을 가진다. 이에 따라, 트램프 원소가 허용치 이상인 경우, 압연 시 표면 및 내부에 크랙을 발생시킬 수 있다. 또한, 트램프 원소는 고온에서 연성을 현저히 감소시키는 열간취성의 주요한 요인으로 작용할 수 있다.
이에, 일반적으로 전기로 제품은 표면품질 특성을 높게 요구하는 자동차 강판과 같은 고급 강재에 적용하기에는 한계가 있는 실정이다.
상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 고로-전로 공정에서 발생하는 이산화탄소의 배출량을 저감할 수 있는 열연 강판, 차량용 부품 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 전기로를 이용해 기존 전기로 제품보다 월등한 물성을 갖는 열연 강판, 차량용 부품 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 특정 원료 수급에 영향을 최소화하여 원료 선택의 유연성을 갖는 열연 강판, 차량용 부품 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 열연 강판을 제조하는 방법은 고로에서 생산된 용선, 직접환원철 및 철 스크랩을 포함하는 원료를이용해 용탕을 제조하는 단계, 반제품을 제조하는 단계 및 열연 강판을 제조하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 원료는 상기 용선 20 중량% ~ 60 중량%, 상기 직접환원철 10 중량% ~ 40 중량% 및 철 스크랩 20 중량% ~ 60 중량%를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 용탕을 제조하는 단계는, 상기 원료를 전기로에 장입하는 단계와 상기 원료를 전기로에서 용해시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 열연 강판의 구리 함량은 0.12 중량% 이하(0 제외)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 용선의 구리 함량은 0.03 중량% 이하(0 제외)이고, 상기 직접환원철의 구리 함량은 0.02 중량% 이하(0 제외)이며, 상기 철 스크랩의 구리 함량은 0.18 중량 % 이하(0 제외)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 열연 강판의 주석 함량은 0.012 중량% 이하(0 제외)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 용선의 주석 함량은 0.003 중량% 이하(0 제외)이고, 상기 직접환원철의 주석 함량은 0.002 중량% 이하(0 제외)이며, 상기 철 스크랩의 주석 함량은 0.018 중량 % 이하(0 제외)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 열연 강판을 제조하는 단계는 재가열 온도 1150 ℃ ~ 1350 ℃ 범위에서 재가열하는 단계, 마무리 압연온도 880 ℃ ~ 930 ℃ 범위에서 열간압연하고는 단계, 냉각 속도 60 ℃/sec ~ 110 ℃/sec 범위에서 냉각하는 단계 및 권취 온도 380 ℃ ~ 480 ℃ 범위에서 권취하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 열연 강판은 중량% 기준으로, 탄소: 0.07 ~ 0.12 %, 규소: 0.3 ~ 0.8 %, 망간: 1.5 ~ 2.0 %, 인: 0.02 % 이하, 황: 0.005 이하 %, 구리: 0.12 % 이하(0 제외), 주석: 0.012% 이하(0 제외), 잔부 철(Fe) 및 불가피적 불순물을 포함한다. 여기서, 상기 열연 강판은 고로 기반의 용선 20 중량% ~ 60 중량%, 직접환원철 20 중량% ~ 40 중량% 및 철 스크랩 20 중량% ~ 60 중량 %를 용해시켜 제조된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 열연 강판은 상기 용선의 구리 함량은 0.03 중량% 이하(0 제외)이고, 상기 직접환원철의 구리 함량은 0.02 중량% 이하(0 제외)이며, 상기 철 스크랩의 구리 함량은 0.18 중량 % 이하(0 제외)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 용선의 주석 함량은 0.003 중량% 이하(0 제외)이고, 상기 직접환원철의 주석 함량은 0.002 중량% 이하(0 제외)이며, 상기 철 스크랩의 주석 함량은 0.018 중량 % 이하(0 제외)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 열연 강판에 인산염피막 화성처리 후 표면을 관찰할 때, 피막의 중량은 1.8 ~ 3.0 g/m2이고, 결정입자는 2 ~ 10 ㎛를 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 열연 강판은 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 보론(B) 중 하나 이상의 원소를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 부품은 중량% 기준으로, 탄소: 0.07 ~ 0.12 %, 규소: 0.3 ~ 0.8 %, 망간: 1.5 ~ 2.0 %, 인: 0.02 % 이하, 황: 0.005 이하 %, 구리: 0.12 % 이하(0 제외), 주석: 0.012% 이하(0 제외), 잔부 철(Fe) 및 불가피적 불순물을 포함한다. 여기서, 상기 차량용 부품의 모재는 고로 기반의 용선 20 중량% ~ 60 중량%, 직접환원철 20 중량% ~ 40 중량% 및 철 스크랩 20 중량% ~ 60 중량 %를 용해시켜 제조된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 용선의 구리 함량은 0.03 중량% 이하(0 제외)이고, 상기 직접환원철의 구리 함량은 0.02 중량% 이하(0 제외)이며, 상기 철 스크랩의 구리 함량은 0.18 중량 % 이하(0 제외)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 용선의 주석 함량은 0.003 중량% 이하(0 제외)이고, 상기 직접환원철의 주석 함량은 0.002 중량% 이하(0 제외)이며, 상기 철 스크랩의 주석 함량은 0.018 중량 % 이하(0 제외)일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 차량용 부품에 인산염피막 화성처리 후 표면을 관찰할 때, 피막의 중량은 1.8 ~ 3.0 g/m2이고, 결정입자는 2 ~ 10 ㎛를 만족할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 차량용 부품은 차량용 로워암일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기존 고로-전로 공정 대비 용선 사용량을 대폭 감소시켜 철강 제품 제조 시 발생하는 이산화탄소의 양을 현저히 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기존 전기로 제품 대비 트램프 원소의 함량을 허용치 범위 내로 제어하여 우수한 물성을 갖는 전기로 제품을 생산할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 용선, 직접환원철 및 철 스크랩의 첨가 함량비를 사전 설정된 범위 내에서 조절할 수 있어 특정 원료의 수급에 문제가 발생하더라도 유연하게 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열연 강판을 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 순서도에서 용탕을 제조하는 단계를 상세히 나타내는 순서도이다.
도 3은 표 2에 기재된 비교예 3 및 실시예 3의 굽힘 시험 평가결과를 나타내는 사진 대용 도면이다.
도 4는 표 2에 기재된 비교예 3 및 실시예 6의 전처리 특성 평가결과를 나타내는 사진 대용 도면이다.
도 5는 표 2에 기재된 도장성 평가 중 부착성을 평가하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 표 2에 기재된 실시예 6의 내충격성 평가 후의 모습을 나타내는 사진 대용 도면이다.
도 7은 표 2에 기재된 비교예1, 비교예3, 및 실시예 6의 용접성 평가 후의 모습을 나타내는 사진 대용 도면이다.
도 8은 표 3에 기재된 실시예 6의 와이어 가공성 평가 후의 모습을 나타내는 사진 대용 도면이다.
본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
제1, 제2, 및 제3 등의 용어들은 다양한 성분, 영역, 부분 또는 층을 설명하기 위해 사용되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 용어들은 어느 성분, 영역, 부분 또는 층들을 다른 성분, 다른 부분 또는 다른 층을 구별하기 위해서 사용된다.
본 명세서에서 일 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다는 것은 일 부분의 바로 위에 다른 부분이 있는 경우에만 한정되는 것이 아니라 일 부분과 다른 부분 사이에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함하는 것이다.
본 명세서에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미하며, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열연 강판의 성분
본 발명의 일 실시 예에 따른 열연 강판은 철(Fe), 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S), 구리(Cu), 및 주석(Sn)을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 열연 강판은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 티타늄(Ti), 보론(B) 및 질소(N) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
예컨대, 본 실시 예에 따른 열연 강판은, 중량% 기준으로, 탄소(C): 0.07 ~ 0.12, 규소(Si): 0.3 ~ 0.8 , 망간(Mn): 1.5 ~ 2.0 , 인(P): 0.02 이하, 황(S):0.005 이하, 알루미늄(Al): 0.2 ~ 0.5 , 구리(Cu): 0.1 미만(0 제외), 주석(Sn): 0.01 미만(0 제외), 크롬(Cr): 0.5 ~ 1.1, 니오븀(Nb): 0.05 ~ 0.1, 티타늄(Ti): 0.06 ~ 1.1, 보론(B): 0.001 ~ 0.0035, 질소(N): 0.006 이하, 잔부 철(Fe) 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함할 수 있다.
이하, 열연 강판의 성분 및 각 성분 범위에 대하여 설명한다.
[탄소(C): 0.07 중량% 이상 0.12 중량% 이하]
탄소(C)는 필요한 강도의 확보를 위한 불가결한 원소이다. 예컨대, 탄소(C)는 베이나이트 조직의 강도 확보하기 위해 첨가할 수 있다. 또한, 탄소(C)는 석출물의 균형을 확보하기 위해 첨가할 수 있다.
다만, 탄소(C)의 첨가량이 과할 경우, 강판의 가공성 및 용접성이 저하될 수 있다. 반대로, 탄소(C)의 첨가량이 부족할 경우, 전술한 첨가 효과가 미비할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 탄소(C)의 함량은 0.07 중량% ~ 0.12 중량% 일 수 있다.
[규소(Si): 0.3 중량% 이상 0.8 중량% 이하]
규소(Si)는 고용강화원소이다. 예컨대, 규소(Si)는 페라이트에 고용되는 페라이트 안정화 원소로 연성의 열화없이 강도를 상승시킬 수 있다. 규소(Si)는 탄화물(carbide)의 형성을 억제하여 강판의 연신율을 향상시킬 수 있다.
다만, 규소(Si)의 첨가량이 과할 경우, 열연강판의 표면에 산화스케일에 의한 표면결함을 발생시키고, 용접성을 저하시킬 수 있다. 반대로, 규소(Si)의 첨가량이 부족할 경우, 전술한 첨가 효과가 미비할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 규소의 함량은 0.3 중량% ~ 0.8 중량% 일 수 있다.
[망간(Mn): 1.5 중량% 이상 2.0 중량% 이하]
망간은 고용강화와 소입성을 개선하는 효과를 통해 강의 강도를 향상시킨다. 망간은 펄라이트 변태를 억제하고 베이나이트 조직을 얻기 위해 불가결한 성분이다.
다만, 망간(Mn)의 첨가량이 과할 경우, 가공성을 열화시키고 용접성을 저해할 수 있다. 반대로, 망간(Mn)의 첨가량이 부족할 경우, 전술한 첨가 효과가 미비할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 망간(Mn)의 함량은 1.5 중량% ~ 2.0 중량% 일 수 있다.
[황(S): 0.005 중량% 이하]
황(S)은 인성 및 용접성을 저해하고, 열간압연 시 비금속 개재물(황화합물)을 증가시켜 강의 가공성을 저해할 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시 예서 황(S)의 함량은 0.005 중량% 일 수 있다.
[인(P): 0.02 중량% 이하]
인(P)은 입계 편석 및 고온 균열을 조장하는 불순원소이다. 이에, 본 발명의 일 실시 예에서 인(P)의 함량은 0.02 중량% 이하 일 수 있다.
[알루미늄(Al): 0.02 중량% 이상 0.5 중량% 이하]
알루미늄(Al)은 대표적인 탈산제이다. 알루미늄(Al)은 출강 전 또는 출강 중 전로에 첨가되어 핀홀이나 비금속 개재물 발생을 억제시킨다. 알루미늄(Al)은 강 중의 질소와 결합하여 질화물(AlN)을 형성한다.
질화물인 AlN은 입계에 석출되어 강의 결정립 미세화에 효과적이며, 이를 통해 강의 인성을 향상 시킬 수 있다.
또한, AIN은 고온산화방지에 효과적으로 작용하여 슬라브 제조 시 균열을 방지할 수 있다.
다만, 알루미늄(Al)의 첨가량이 과할 경우, 개재물 형성에 의한 결함을 발생시킬 수 있다. 반대로, 알루미늄(Al)의 첨가량이 부족할 경우, 전술한 첨가 효과가 미비할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 알루미늄(Al)의 함량은 0.02 중량% ~ 0.5 중량% 일 수 있다.
[구리(Cu): 0.12 이하(0제외) / 주석(Sn): 0.012 이하(0제외)]
구리(Cu)와 주석(Sn)은 철 스크랩으로부터 혼입될 수 있다. 구리(Cu)와 주석(Sn)은 제강 과정에서는 거의 제거되지 못하는 원소로서, 트램프(Tramp) 원소에 해당한다. 트램프 원소는 압연 시 표면 및 내부에 크랙을 발생시킬 수 있다. 또한, 트램프 원소는 고온에서 연성을 현저히 감소시키는 열간취성의 주요한 요인으로 작용할 수 있다.
특히, 주석(Sn)은 강재에 인산염 피막 형성 시, 인산염의 크기의 불균일 및 인산염 부착량의 안정성을 저해한다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 구리(Cu)와 주석(Sn)의 함량은 각각 0.12 중량% 이하(0제외) 및 0.012 중량% 이하(0제외) 일 수 있다.
[크롬(Cr): 0.5 중량% 이상 1.1 중량% 이하]
크롬(Cr)은 고용강화원소이다. 크롬(Cr)은 페라이트 변태를 지연시켜 마르텐사이트와 베이나이트의 형성을 도울 수 있다.
다만, 크롬(Cr)의 첨가량이 과할 경우, 미세조직을 불균일하게 하여 가공성을 저해할 수 있다. 반대로, 크롬(Cr)의 첨가량이 부족할 경우, 전술한 첨가 효과가 미비할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 크롬(Cr)의 함량을 0.5 중량% ~ 1.1 중량% 일 수 있다.
[니오븀(Nb): 0.05 중량% 이상 0.1중량% 이하]
니오븀(Nb)은 결정립을 미세화시켜 강도와 충격인성 향상에 효과적이다.
다만, 니오븀(Nb)의 첨가량이 과할 경우, 재결정을 과도하게 지연시키고, 이에 따라 석출물이 조대해져 가공성을 저하시킬 수 있다. 반대로, 니오븀(Nb)의 첨가량이 부족할 경우, 전술한 첨가 효과가 미비할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 니오뷰(Nb)의 함량을 0.05 중량% ~ 0.1 중량% 일 수 있다.
[티타늄(Ti): 0.06 중량% 이상 1.1 중량% 이하]
티타늄(Ti)은 강 중의 질소와 결합하여 질화물(TiN)을 형성하여 결정립의 성장을 억제하고, 자유 질소의 생성을 억제할 수 있다. 다만, 티타늄(Ti)의 첨가량이 과할 경우, 과도한 석출물이 형성되어 충격인성을 저하시킬 수 있다. 반대로, 티타늄(Ti)의 첨가량이 부족할 경우, 전술한 첨가 효과가 미비할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 티타늄(Ti)의 함량을 0.06 중량% ~ 1.1 중량% 일 수 있다.
[보론(B): 0.001 중량% 이상 0.0035 중량% 이하]
보론(B)은 페라이트 변태를 억제시켜 강도를 향상시킨다. 다만, 보론(B)의 첨가량이 과할 경우, 용접성과 가공성을 저하킬 수 있다. 반대로, 보론(B)의 첨가량이 부족할 경우, 전술한 첨가 효과가 미비할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 보론(B)의 함량은 0.001 중량% ~ 0.0035 중량% 일 수 있다.
[질소(N): 0.006 이하]
질소(N)는 극히 미량 존재로도 강의 기계적 성질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 질소(N)는 인장 강도와 항복 강도를 증가시키는 반면 연신율을 저하시킬 수 있다. 또한, 자유 질소는 변형시효를 야기할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 질소(N)의 함량은 0.006 중량% 이하일 수 있다.
잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다. 불가피한 불순물에 대해서는 열연 강판의 제조 공정 과정에서 혼입되는 불순물이며, 이는 해당 분야에서 널리 알려져 있으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에서 전술한 합금 성분 외에 원소의 추가를 배제하는 것은 아니며, 본 발명의 기술 사상을 해치지 않는 범위 내에서 다양하게 포함될 수 있다. 추가 원소를 더 포함하는 경우 잔부인 Fe를 대체하여 포함한다.
이상과 같이 일 실시예에 따른 강판의 강 성분 및 성분 범위를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
열연 강판을 제조하는 방법
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강재를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 강재를 제조하는 방법은 용탕을 제조하는 단계(S10), 반제품을 제조하는 단계(S20) 및 열연 강판을 제조하는 단계(S30)를 포함한다.
용탕을 제조하는 단계(S10)는 원료를 용해시켜 쇳물(예컨대, 용강)을 만드는 단계를 말한다. 원료는 광석 기반의 재료와 철 스크랩을 포함할 수 있다.
광석 기반의 재료는 용선과 직접환원철을 포함할 수 있다. 용선은 철광석(Iron Ore)과 코크스(Coke)를 고로(高爐)에 장입하고, 열풍을 불어넣어 철광석을 환원 및 용융시킴으로써 제조될 수 있다.
직접환원철은 고체 상태의 철광석을 환원가스(일산화탄소, 수소 등)를 이용해 환원시켜 제조될 수 있다. 예컨대, 직접환원철은 DRI(Direct Reduction Iron) 또는 HBI(Hot Briquetted Iron)일 수 있다. 직접환원철은 펠렛(Pellet) 형태로 가공될 수 있다.
다만, 직접환원철의 종류와 가공 형태가 전술한 바에 한정되는 것은 아니다.
철 스크랩(Steel Scrap)은 제철 과정 또는 사용 불능 상태의 철강 제품에서 얻을 수 있다.
한편, 용선은 불순물의 함량이 적어 고품질의 강 제품을 생산하는데 적합하나, 용선 제조 과정에서 다량의 이산화탄소를 배출한다는 문제가 있다. 예컨대, 용선 1톤 생산시 배출되는 이산화탄소의 양은 약 2톤이다.
전기로 용강은 철 스크랩을 전기로에 용해시켜 제조된다. 전기로 용강은 제조 과정에서 고로 공정 대비 이산화탄소의 배출량이 적다. 예컨대, 용강의 이산화탄소 배출량은 용선의 1/4 수준이다.
다만, 전기로 용강으로 생산된 철강 제품은 트램프원소와 같은 불순물의 함량이 높아 차량용 부품과 같은 고품질 강 제품에서 요구하는 물성을 만족하기 어렵다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 용탕을 제조하는 단계(S10)는 광석 기반의 재료인 용선과 직접환원철, 그리고 철 스크랩을 전기로에 장입하고, 이를 용해시켜 용탕을 제조한다.
도 2는 도 1의 순서도에서 용탕을 제조하는 단계를 상세히 나타내는 순서도이다.
도 2를참조하면, 용탕을 제조하는 단계(S10)는 원료를 준비하는 단계(S11), 원료를 장입하는 단계(S12) 및 원료를 용해하는 단계(S13)를 포함할 수 있다.
원료를 준비하는 단계(S11)에서는 용선, 직접환원철 및 철 스크랩 각각을 사전 설정된 함량비에 따라 준비한다.
구체적으로 용선의 함량비를 X, 직접환원철의 함량비를 Y, 그리고 철 스크랩의 함량비를 Z라 각각 정의한다. 또한, 후술하는 열간압연하는 단계에서 생산되는 열연 강판의 구리(Cu) 함량의 최댓값을 K1, 주석(Sn) 함량의 최댓값을 K2라 각각 정의한다. 각 함량비는 중량% 기준이다. X + Y + Z의 합은 100일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, X, Y, Z, K1 및 K2는 하기 식 1 내지식 4를 만족한다.
[식 1]
(a1ⅹX +a2ⅹY +a3ⅹZ)/(X +Y + Z) = K1
[식 2]
K1 ≤ 0.12
[식 3]
(b1ⅹX +b2ⅹY +b3ⅹZ)/(X +Y + Z) = K2
[식 4]
K2 ≤ 0.012
상기 식 1에서 a1, a2 및 a3 각각은 용선의 구리 함량비, 직접환원철의 구리 함량비 및 철 스크랩의 구리 함량비를 의미한다.
상기 식 3에서 b1, b2 및 b3 각각은 용선의 주석 함량비, 직접환원철의 주석 함량비 및 철 스크랩의 주석 함량비를 의미한다.
용선의 구리 함량비(a1)는 0.03 중량%(0 제외) 이하일 수 있다. 직접환원철의 구리 함량비(a2)는 0.02 중량%(0 제외) 이하일 수 있다. 철 스크랩의 구리 함량비(a3)는 0.18 중량%(0 제외) 이하일 수 있다.
직접환원철의 주석 함량비(b2)는 0.002 중량%(0 제외) 이하일 수 있다. 철 스크랩의 주석 함량비(b3)는 0.018 중량%(0 제외) 이하일 수 있다. 용선의 주석 함량비(b1)는 0.003 중량%(0 제외) 이하일 수 있다.
다만, 구리 함량비(a1, a2, a3)와 주석 함량비(b1, b2, b3)는 각 원료의 품질, 가공도 등에 따라 소정의 범위에서 증가하거나 감소할 수도 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 용선의 함량비(X)가 사전 설정된 범위 초과인 경우, 이산화탄소 배출량의 저감 효과가 미비할 수 있다. 반대로, 용선의 함량비(X)가 사전 설정된 범위 미만인 경우, 열원 부족으로 인하여 다른 원료(즉, 철 스크랩과 직접환원철)의 용해가 적절히 수행되지 않을 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 용선의 함량비(X)는 20 중량% ~ 60 중량% 일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 직접환원철의 함량비(Y)가 사전 설정된 범위 초과인 경우, 용탕 내 맥석량을 증가함에 따라 전기로 공정온도를 높게 유지해야 하여 에너지 효율을 저하시킨다. 또한, 정련능이 감소하는 결과를 초래하여 탈인 공정시 슬래그 매이킹(SLAG MAKING)을 보정하기 위한 별도의 설계가 요구된다.
반대로, 직접환원철의 함량비(Y)가 사전 설정된 범위 미만인 경우, 이를 대체하기 위해 용선이나 철 스크랩의 함량비가 불가피하게 높아진다. 예컨대, 직접환원철을 대신해 용선 함량비가 높아지게 되면 이산화탄소 배출저감 효과가 미비해질 수 있다. 직접환원철을 대신해 철 스크랩의 함량비가 높아지면 트램프 원소(즉, 구리 내지 주석)의 함량비가 높아지는 문제를 야기할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 직접환원철의 함량비(Y)는 10 중량% ~ 40 중량% 일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 철 스크랩의 함량비(Z)가 사전 설정된 범위 초과인 경우, 트램프 원소의 함량비가 높아져 최종 강 제품의 요구 물성을 달성하지 못한다. 반대로, 철 스크랩의 함량비(Z)가 사전 설정된 범위 미만인 경우, 이산화탄소 배출저감 효과가 미비할 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시 예에서 철 스크랩의 함량비는 20 ~ 60 중량% 일 수 있다.
원료를 장입하는 단계(S12)에서는 용선, 직접환원철 및 철 스크랩을용융로에 장입한다. 각 원료의 장입은 순차적으로 수행되거나 동시에 수행될 수 있다.
또한, 각 원료의 장입은 슬래그의 넘침 현상을 방지하거나 적절한 용융 반응을 위해 복수 회에 거쳐 수행될 수 있다.
원료를 용해하는 단계(S13)는 전기로(EAF; Electric Arc Furnace)에서 수행될 수 있다. 본 실시 예에서 전기로는 교류전기로일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 직류전기로를 적용할 수도 있다.
반제품을 제조하는 단계(S20)에서는 단계(S10)에서 제조된 용탕을 이용해 슬라브(Slab), 블룸(Bloom) 및 빌렛(Billet) 등과 같은 반제품을 제조한다.
예컨대, 단계(S20)는 연속주조공정(Continuous Casting)에 의해 수행될 수 있다. 연속주조공정은 용탕을 일렬로 배열된 복수 개의 세그먼트를 통과시키면서 주조와 압연을 동시에 수행하여 소정의 폭과 두께를 갖는 반제품을 주조하는 공정이다.
다만, 단계(S20)가 전술한 바에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 단계(S20)는 연속주조공정에 후속된 단조공정을 포함할 수 있다. 구체적으로, 연속주조공정에서 블룸을 생산한 후, 이를 단조공정을 통해 사전 설정된 치수를 갖는 단조 슬라브를 제조하는 것도 가능하다.
열연 강판를 제조하는 단계(S30)에서는 반제품을 재가열한 후, 가열된 반제품을 사전 설정된 두께와 폭을 갖는 열연 강판으로 압연(rolling)한다. 예컨대, 열연 강판의 두께는 2 ~ 5 mm일 수 있다. 다만, 열연 강판의 두께가 전술한 바에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 열연 강판을 제조하는 단계(S30)는 재가열하는 단계(S31), 열간압연하는 단계(S32), 냉각하는 단계(S33) 및 권취하는 단계(S34)를 포함한다.
재가열하는 단계(S31)에서는 사전 설정된 온도 범위에서 반제품을 재가열한다. 재가열하는 단계(S31)는 단계(S20)에서 편석된 성분을 재고용시킬 수 있다.
재가열 온도(Reheating Temperature; RT)가 사전 설정된 온도 범위보다 낮을 경우, 편석된 성분의 재고용 효율이 감소하며, 최종 제품의 굽힘 가공성이 저하될 수 있다. 반대로, 재가열 온도가 사전 설정된 온도 범위보다 높을 경우, 석물출이 조대화되고 열연 강재의 표면 품질이 저하될 수 있다.
이에, 본 발명에서는 재가열 온도를 1150 ℃ ~ 1350 ℃ 범위로 제한한다.
열간 압연하는 단계(S32)에서는 재가열된 반제품을 열간압연한다. 단계(S32)에서 마무리 압연온도(Finishing Delivery Temperaturel; FDT)가 사전 설정된 범위보다 낮은 경우, 이상역 압연에 의한 혼립 조직이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 마무리 압연온도가 사전 설정된 범위를 초과할 경우, 열연 강판의 결정립이 조대하게 형성되어 최종 제품의 물성저하를 야기할 수 있다.
이에, 본 실시 예에서 마무리 압연온도는 880 ℃ ~ 930 ℃ 범위로 제한한다.
냉각하는 단계(S33)에서는 열연 강판을 냉각한다. 단계(S33)에서 냉각 속도가 사전 설정된 범위 미만인 경우, 베이나이트 조직 대신 페라이트 조직이 형성될 수 있다. 반대로, 냉각 속도가 사전 설정된 범위 초과인 경우, 베이나이트 조직 대신 마르텐사이트 조직의 변태가 활성화되어 가공성을 저하시킬 수 있다.
이에, 본 실시 예에서 냉각 속도는 60 ℃/sec ~ 110 ℃/sec 범위로 제한한다.
권취하는 단계(S34)에서는 냉각된 열연 강판을 코일 형태로 권취한다. 단계(S34)에서 권취 온도가 사전 설정된 범위 미만인 경우, 권취가 용이하지 않을 수 있다. 반대로, 권취 온도가 사전 설정된 범위 초과인 경우, 표면 스케일(scale)이 열연 강판의 내부까지 형성될 수 있다.
이에, 본 실시 예에서 권취 온도는 380 ℃ ~ 480 ℃ 범위로 제한한다.
결과적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기존 고로-전로 공정 대비 용선 사용량을 대폭 감소시켜 철강 제품 제조 시 발생하는 이산화탄소의 양을 현저히 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기존 전기로 제품 대비 트램프 원소의 함량을 허용치 범위 내로 제어하여 우수한 물성을 갖는 전기로 제품을 생산할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 용선, 직접환원철 및 철 스크랩의 첨가 함량비를 사전 설정된 범위 내에서 조절할 수 있어 특정 원료의 수급에 문제가 발생하더라도 유연하게 대응할 수 있다.
본 발명에 따른 열연 강판의 특성
이하에서는 표 1 및 표 2를 통해 본 발명의 실시예들와 비교예들을 비교한다. 도 2 내지 도 7은 표 2의 평가결과를 설명하기 위한 도면이다.
하기 표 1은 실시예 1 내지 6은 본 발명의 실시예에 따른 원료 함량비를 만족하는 실험예들이고, 비교예 1 내지 4는 상기 원료 함량비를 벗어난 실험예들이다.
실시예들과 비교예들은 원료(용선, 직접환원철 및 철스크랩)의 함량비에만 차이를 보이며, 나머지 조건(예컨대, 공정 조건)은 모두 동일하다.
구체적으로 실시예들과 비교예들에 따른 열연 강판은 다음과 같은 공정에 의해 제조된다.
우선, 표 1에 기재된 함량비에 따라 원료를 전기로에 장입한 후 용해시켜 용강을 제조한다. 이후, 상기 용강을 연속주조공정을 통해 기설정된 규격의 반제품으로 제조하고, 상기 반제품을 열연 설비를 통해 3.2mm 두께의 열연 강판으로 제조한다.
구분 용선
X (중량%)		 직접환원철
Y (중량%)		 철 스크랩
Z (중량% )		 K1 K2
실시예 1 60 20 20 0.06 0.006
실시예 2 50 20 30 0.08 0.008
실시예 3 30 30 40 0.09 0.009
실시예 4 20 40 40 0.09 0.009
실시예 5 30 20 50 0.1 0.01
실시예 6 30 10 60 0.12 0.012
비교예 1 10 0 90 0.17 0.017
비교예 2 10 10 80 0.16 0.016
비교예 3 20 10 70 0.13 0.013
비교예 4 10 20 70 0.13 0.013
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 6에 따른 열연 강판의 구리 함량비(K1)의 최댓값들은 0.12 이하였으나, 비교예 1 내지 4에 따른 열연 강판의 구리 함량비(K1)의 최댓값들은 0.12 이상이였다.
또한, 실시예 1 내지 6에 따른 열연 강판의 주석 함량비(K2)의 최댓값들 0.012 이하였으나, 비교예 1 내지 4에 따른 열연 강판의 주석 함량비(K2)의 최댓값들은 0.012 이상이였다.
하기 표 2는 표 1에 기재된 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 4에 따른 열연 강판들의 제품 특성을 나타낸다.
표 2에서 굽힘 시험 평가의 조건은 R/T=0.94, 1.5이다. R은 굽힘 시험의 지그 직경(단위: mm)이며, T는 시험 강판의 두께(단위: mm)이다.
표 2에서 전처리 특성은 열연 강판 표면에 인산염(인산아연계) 화성피막처리 후, 외관, 피막 중량, 결정입자의 크기를 평가하였다. 전처리 특성 평가에서 피막 중량은 1.8 ~ 3.0 g/m2이 적정 범위이고, 결정입자는 2 ~ 10 ㎛이 적정 범위이다.
표 2에서 도장성 평가 중 부착성 평가는 열연 강판의 도장면에 테이핑 시험 후 테이핑으로 인해 탈착되는 도장 영역의 비율로 판단하였다.
표 2에서 도장성 평가 중 내충격성 평가는 열연 강판의 도장면에 500g 추를 50 cm 낙하거리에서 충격을 가했을 때, 도장면의 결함 여부를 평가하였다.
표 2에서 용접성 평가는 송급속도 6 ~ 11 m/min에서 용접 라인을 따라 형성되는 용착금속(즉, 비드)를 평가하였다.
구분 굽힘 시험평가 전처리 특성평가 도장성 평가 용접성
부착성 내충격성
실시예 1 양호 양호 M-1 양호 양호
실시예 2 양호 양호 M-1 양호 양호
실시예 3 양호 양호 M-1 양호 양호
실시예 4 양호 양호 M-1 양호 양호
실시예 5 양호 양호 M-1 양호 양호
실시예 6 양호 양호 M-1 양호 양호
비교예 1 불량 불량 M-3 깨짐 용착량 부족
비교예 2 불량 불량 M-3 깨짐 용착량 부족
비교예 3 양호 불량 M-2 깨짐 용락 발생
비교예 4 양호 불량 M-2 깨짐 용락 발생
[굽힘 시험 평가결과]
표 2 및 도 3을 참조하면, 실시예 1 ~ 6과 비교예 3 ~ 4 따른 열연 강판은 굽힘 시험에서 "양호"를 보였다. 이와 비교하여, 비교예 1과 2에 따른 열연 강판에서는 미세 크랙이 발생하여 "불량"을 보였다.
굽힘 시험 평가결과를 참조할 때, K1(구리 함량비)와 K2(주석 함량비)의 최댓값이 각각 0.16 및 0.016 이상일 때, 굽힘 특성이 급격하게 저하되었다.
[전처리 특성 평가결과]
표 2 및 도 4를 참조하면, 실시예 1 ~ 6에 따른 열연 강판은 전처리 특성평가에서 "양호"를 보였다. 이와 비교하여, 비교예 1 ~ 4에 따른 열연 강판은 전처리 특성 평가에서 "불량"을 보였다.
전처리 특성 평가결과를 참조할 때, 구리 함량비의 최댓값과 주석 함량비의 최댓값이 각각 0.13과 0.013 이상일 때, 열연 강판의 표면에 형성된 피막의 결정 입자의 크기가 불균해지는 것을 확인하였다.
[도장성 평가 중 부착성 평가]
표 2 및 도 5를 참조할 때, 참조하면, 실시예 1 ~ 6에 따른 열연 강판은 부착성 평가에서 M-1 등급(양호)을 보였다. 이와 비교하여, 비교예 1 ~ 4에 따른 열연 강판은 부착성 평가에서 M-3 등급(불량)이나 M-2 등급(불량)을 보였다.
부착성 평가 결과를 볼 때, K1(구리 함량비)와 K2(주석 함량비)의 최댓값이 각각 0.13, 0.013 이상일 때, 열연 강판과 도장면 사이의 결합 강도가 급격히 저하되는 것을 확인하였다.
[도장성 평가 중 내충격성 평가]
표 2 및 도 6를 참조할 때, 실시예 1 ~ 6에 따른 열연 강판은 내충격성 평가에서 "양호"를 보였으나, 비교예 1 ~ 4에 따른 열연 강판은 내충격성 평가에서 "불량"을 보였다.
부착성 평가 결과를 볼 때, K1(구리 함량비)와 K2(주석 함량비)의 최댓값이 각각 0.13, 0.013 이상일 때, 열연 강판의 도장면의 내충격성이 급격히 저하되는 것을 확인하였다.
[용접성 평가]
표 2 및 도 7을 참조할 때, 실시예 1 ~ 6에 따른 열연 강판은 "양호"를 보였으나, 비교예 1 ~ 4에 따른 열연 강판은 용착량이 부족하거나 용락이 발생하였다.
용접성 평가 결과를 볼 때, K1(구리 함량비)와 K2(주석 함량비)의 최댓값이 각각 0.16, 0.016 이상할 때, 열연 강판의 용접성이 급격하게 저하되는 것을 확인하였다.
결론적으로 본 발명의 실시예들에 따른 열연 강판은 굽힘 시험 평가, 전처리 특성평가, 도장성 평가 및 용접성 평가에서 모두 우수한 특성을 보였으나, 비교예들에 따른 열연 강판은 상기 평가 항목들 중 적어도 하나 이상에서 불량이 발생하였다.
본 발명에 따른 차량용 부품
본 발명에 따른 차량용 부품은 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 열연 강판을 이용해 제조된다. 예컨대, 차량용 부품은 로워암(lower arm)일 수 있다. 다만, 차량용 부품의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 열연 강판을 이용해 상용차 프레임, 특장차 부품, 승용차 부품 등을 제조할 수도 있다.
표 3은 표 1에 기재된 실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 4에 따른 열연 강판을 가공하여 제조된 로워암들의 펀치 가공성과 와이어 가공성 평가를 나타낸다. 도 8은 표 3의 평가결과를 설명하기 위한 도면이다.
구분 펀치 가공성 평가 와이어 가공성 평가
실시예 1 양호 양호
실시예 2 양호 양호
실시예 3 양호 양호
실시예 4 양호 양호
실시예 5 양호 양호
실시예 6 양호 양호
비교예 1 불량 불량
비교예 2 불량 불량
비교예 3 양호 양호
비교예 4 양호 양호
표 3 및 도 8에 따르면, 실시예 1 ~ 6 및 비교예 3 ~ 4에 따른 로워암은 펀치 가공성 평가와 와이어 가공성 평가에서 "양호"를 보였다. 다만, 비교예 1 및 2에 따른 로워암은 가공성 평가와 와이어 가공성 평가에서 "불량"을 보였다.
이러한 이유는 열연 강판에 함유된 구리 및 주석의 함량비 각각이 0.13 및 0.013을 초과하여 부품 가공성이 저하된 것으로 생각된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
즉, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

Claims (17)

  1. 고로에서 생산된 용선, 직접환원철 및 철 스크랩을 포함하는 원료를이용해 용탕을 제조하는 단계;
    반제품을 제조하는 단계; 및
    열연 강판을 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 원료는 상기 용선 20 중량% ~ 60 중량%, 상기 직접환원철 10 중량% ~ 40 중량% 및 철 스크랩 20 중량% ~ 60 중량%를 포함하는 열연 강판을 제조하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 용탕을 제조하는 단계는,
    상기 원료를 전기로에 장입하는 단계와
    상기 원료를 전기로에서 용해시키는 단계를 포함하는 열연 강판을 제조하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 열연 강판의 구리 함량은 0.12 중량% 이하(0 제외)인 열연 강판을 제조하는 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 용선의 구리 함량은 0.03 중량% 이하(0 제외)이고,
    상기 직접환원철의 구리 함량은 0.02 중량% 이하(0 제외)이며,
    상기 철 스크랩의 구리 함량은 0.18 중량 % 이하(0 제외)인
    열연 강판을 제조하는 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 열연 강판의 주석 함량은 0.012 중량% 이하(0 제외)인 열연 강판을 제조하는 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 용선의 주석 함량은 0.003 중량% 이하(0 제외)이고,
    상기 직접환원철의 주석 함량은 0.002 중량% 이하(0 제외)이며,
    상기 철 스크랩의 주석 함량은 0.018 중량 % 이하(0 제외)인
    열연 강판을 제조하는 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 열연 강판을 제조하는 단계는
    재가열 온도 1150 ℃ ~ 1350 ℃ 범위에서 재가열하는 단계;
    마무리 압연온도 880 ℃ ~ 930 ℃ 범위에서 열간압연하고는 단계;
    냉각 속도 60 ℃/sec ~ 110 ℃/sec 범위에서 냉각하는 단계; 및
    권취 온도 380 ℃ ~ 480 ℃ 범위에서 권취하는 단계를 포함하는 열연 강판을 제조하는 방법.
  8. 중량% 기준으로, 탄소: 0.07 ~ 0.12 %, 규소: 0.3 ~ 0.8 %, 망간: 1.5 ~ 2.0 %, 인: 0.02 % 이하, 황: 0.005 이하 %, 구리: 0.12 % 이하(0 제외), 주석: 0.012% 이하(0 제외), 잔부 철(Fe) 및 불가피적 불순물을 포함하는 열연 강판이되,
    상기 열연 강판은 고로 기반의 용선 20 중량% ~ 60 중량%, 직접환원철 20 중량% ~ 40 중량% 및 철 스크랩 20 중량% ~ 60 중량 %를 용해시켜 제조되는 열연 강판.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 용선의 구리 함량은 0.03 중량% 이하(0 제외)이고,
    상기 직접환원철의 구리 함량은 0.02 중량% 이하(0 제외)이며,
    상기 철 스크랩의 구리 함량은 0.18 중량 % 이하(0 제외)인 열연 강판.
    열연 강판.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 용선의 주석 함량은 0.003 중량% 이하(0 제외)이고,
    상기 직접환원철의 주석 함량은 0.002 중량% 이하(0 제외)이며,
    상기 철 스크랩의 주석 함량은 0.018 중량 % 이하(0 제외)인
    열연 강판.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 열연 강판에 인산염피막 화성처리 후 표면을 관찰할 때,
    피막의 중량은 1.8 ~ 3.0 g/m2이고, 결정입자는 2 ~ 10 ㎛를 만족하는 열연 강판.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 열연 강판은 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 티타늄(Ti) 및 보론(B) 중 하나 이상의 원소를 더 포함하는 열연 강판.
  13. 중량% 기준으로, 탄소: 0.07 ~ 0.12 %, 규소: 0.3 ~ 0.8 %, 망간: 1.5 ~ 2.0 %, 인: 0.02 % 이하, 황: 0.005 이하 %, 구리: 0.12 % 이하(0 제외), 주석: 0.012% 이하(0 제외), 잔부 철(Fe) 및 불가피적 불순물을 포함하는 차량용 부품이되,
    상기 차량용 부품의 모재는 고로 기반의 용선 20 중량% ~ 60 중량%, 직접환원철 20 중량% ~ 40 중량% 및 철 스크랩 20 중량% ~ 60 중량 %를 용해시켜 제조되는 차량용 부품.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 용선의 구리 함량은 0.03 중량% 이하(0 제외)이고,
    상기 직접환원철의 구리 함량은 0.02 중량% 이하(0 제외)이며,
    상기 철 스크랩의 구리 함량은 0.18 중량 % 이하(0 제외)인 차량용 부품.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 용선의 주석 함량은 0.003 중량% 이하(0 제외)이고,
    상기 직접환원철의 주석 함량은 0.002 중량% 이하(0 제외)이며,
    상기 철 스크랩의 주석 함량은 0.018 중량 % 이하(0 제외)인 차량용 부품.
  16. 제13 항에 있어서,
    차량용 부품에 인산염피막 화성처리 후 표면을 관찰할 때,
    피막의 중량은 1.8 ~ 3.0 g/m2이고, 결정입자는 2 ~ 10 ㎛를 만족하는 차량용 부품.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 차량용 부품은 차량용 로워암인 차량용 부품.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09143751A (ja) * 1995-11-22 1997-06-03 Sumitomo Metal Ind Ltd 表面性状に優れた熱間圧延鋼材の製造方法
TW415967B (en) * 1996-02-29 2000-12-21 Kawasaki Steel Co Steel, steel sheet having excellent workability and method of the same by electric furnace-vacuum degassing process
JP3743095B2 (ja) * 1997-02-19 2006-02-08 Ｊｆｅスチール株式会社 電気炉製鋼におけるスラグ・フォーミングの判定方法及び電気炉の操業方法
TWI573878B (zh) * 2009-03-18 2017-03-11 拉斐克 布洛斯 道 鋼生產設備、煉鋼方法以及在鋼生產設備中使用電能的方法
KR101675677B1 (ko) * 2015-04-23 2016-11-11 현대제철 주식회사 비열처리형 열연강판 및 그 제조 방법

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